JP7008476B2

JP7008476B2 - 室内環境調整システム、サーバ、室内環境調整方法及びプログラム

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Publication number: JP7008476B2
Application number: JP2017217368A
Authority: JP
Inventors: 彰志賀; 草太小前; あゆみ斎木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2022-01-25
Anticipated expiration: 2037-11-10
Also published as: JP2019086268A

Description

本発明は、室内の環境状態を調整する技術に関する。

室内の環境状態の調整に関し、従来、様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、エネルギーを無駄に消費することなく、建物の換気を行うことにより建物内の空気質を改善することを目的とした換気システムが開示されている。

この換気システムでは、個別計測器が、建物の内外の空気質を計測し、制御装置は、建物内の空気質より建物外の空気質の方が良好である場合に換気設備を稼働させる。また、制御装置は、建物の周囲に分散して配置された複数台の分散計測器の計測結果に基づいて、空気質が異常値を示す汚染空気が建物に到達するか否かを予測し、汚染空気の到達が予測された場合、個別計測器の計測結果にかかわらず換気設備を停止させる。

特開２０１４－２２２１１６号公報

ところで、複数の部屋を有する一般的な住宅においては、部屋間の隙間や部屋のドアの隙間を通じて、一方から他方へ空気が流出し、あるいは、流入する。このような隙間を通じた空気の流量と方向は、当該住宅の仕様、例えば、住宅全体の面積、間取り、各部屋の面積、ドアの気密性と部屋間の気密性、壁と窓の断熱仕様等によって、大きく影響を受ける。

このため、室内の環境状態を精度よく調整するためには、室内外（換言すると、当該住宅の内外）の環境状態のみならず、当該住宅の仕様に関する情報も加味して、換気装置、空調装置等を制御する必要がある。

その一方、上記のような制御を行うためには、高度な気流解析計算が必要となり、各住宅に設置される一般的な制御装置が、このような制御を統括して行うことは困難であるといえる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、処理能力の高くない制御装置を使用しても、室内の環境状態を精度よく調整できる室内環境調整システム等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る室内環境調整システムは、
制御装置と、サーバを備え、
前記制御装置は、
住宅の仕様に関する住宅情報の入力を受け付ける情報受付手段と、
前記住宅情報を前記サーバに送信する情報送信手段と、
前記住宅の室内の環境状態と、前記室内の環境状態を調整する調整装置の動作状態とを含む状態データを前記サーバに送信する状態データ送信手段と、
前記調整装置を制御するための制御指示データを前記サーバから受信する制御指示データ受信手段と、
前記制御指示データに基づいて、前記調整装置を制御する制御手段と、を備え、
前記サーバは、
前記制御装置からの前記住宅情報を受信する情報受信手段と、
前記制御装置からの前記状態データを受信する状態データ受信手段と、
前記住宅情報と前記状態データに基づいて、予め定めた時間後の前記室内の環境状態を予測する予測手段と、
前記予測手段の予測結果に基づいて、前記調整装置の制御内容を決定する制御内容決定手段と、
前記決定された制御内容に基づいて生成した前記制御指示データを前記制御装置に送信する制御指示データ送信手段と、を備え、
前記予測手段は、受信した前記状態データに基づいて、前記調整装置の動作状態が互いに異なる複数の状態パターンを生成し、各状態パターンで示される内容で前記予め定めた時間、前記調整装置を動作させた場合の前記室内の環境状態を前記住宅情報と前記状態データに含まれる前記室内の環境状態とを使用して予測し、
前記制御内容決定手段は、前記複数の状態パターンのそれぞれに対応する予測結果から、予め定めた選択条件に基づいて一の予測結果を選択し、選択した予測結果に対応する状態パターンを前記調整装置の制御内容として決定する。

本発明によれば、処理能力の高くない制御装置を使用しても、室内の環境状態を精度よく調整することが可能となる。

本発明の実施形態に係る室内環境調整システムの構成を示す図本実施形態に係る室内環境調整システムが備える空調システムのダクト及びダンパについて説明するための図本実施形態に係る制御装置のハードウェア構成を示すブロック図本実施形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図本実施形態に係るサーバのハードウェア構成を示すブロック図本実施形態に係るサーバの機能構成を示すブロック図本実施形態に係る室内環境調整システムが実行する室内環境調整処理の手順を示すフローチャート

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る室内環境調整システム１の構成を示す図である。室内環境調整システム１は、住宅Ｈにおける室内の環境状態をユーザが所望するように適切に調整するためのシステムである。室内環境調整システム１は、制御装置２と、操作端末３と、換気装置４と、空調システム５と、室内環境センサ６ａ～６ｄと、室外環境センサ７と、ルータ８と、サーバ９とを備える。

制御装置２は、住宅Ｈ内の適切な場所に設置され、住宅Ｈ内に構築された無線ネットワーク（図示せず）を介して、換気装置４、空調システム５と無線通信を行うことができる。また、制御装置２は、ブロードバンドルータであるルータ８とＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルで接続され、遠隔のサーバ９とインターネットを介した通信を行うことができる。

制御装置２は、住宅Ｈの屋内及び屋外の最新の環境状態と、換気装置４及び空調システム５の最新の動作状態と、を含む状態データを定期的にサーバ９に送信する。また、制御装置２は、定期的にサーバ９から送られてくる制御指示データを受信し、受信した制御指示データに基づいて、換気装置４及び空調システム５を制御する。制御装置２の詳細については後述する。

操作端末３は、押しボタン、タッチパネル、タッチパッド等の入力デバイスと、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ等の表示デバイスと、通信インタフェースとを備えた、例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末、壁掛け式のリモコン等のスマートデバイスである。操作端末３は、制御装置２と、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｗｉ－ＳＵＮ（登録商標）、有線ＬＡＮ等の周知の通信規格に則った通信を行う。操作端末３は、ユーザからの操作を受け付け、受け付けた操作内容を示す情報を制御装置２に送信する。また、操作端末３は、制御装置２から送信された、ユーザに提示するための情報を受信し、受信した情報を表示する。このように、操作端末３は、ユーザとのインタフェース（いわゆる、ユーザインタフェース）としての役割を担う。

換気装置４は、本発明に係る調整装置の一例である。換気装置４は、住宅Ｈの適切な場所に設置され、直方体の筐体内部に、何れも図示しないが、通信インタフェースと、ファンモータ制御部と、ファンモータと、シャッタとを備える。通信インタフェースは、制御装置２と上記の無線ネットワークを介した通信を行う。この無線ネットワークは、例えば、エコーネットライト（ECHONET Lite）に準じたネットワークである。

ファンモータ制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、通信インタフェースにより受信された制御装置２からの制御データ（以下、換気制御データという。）に基づいて、ファンモータの駆動を制御する。この換気制御データには、ファンモータの駆動の開始、変更又は停止を示す情報と、回転数を示す情報とが含まれる。ファンモータ制御部は、換気制御データに含まれる上記の各情報に基づいて、停止しているファンモータを指示された回転数で回転させたり、ファンモータの回転数を指示された回転数に変更したり、あるいは、駆動中（即ち、回転中）のファンモータの駆動を停止させる。ファンモータが回転すると、住宅Ｈ内における換気装置４の周囲のエリアの換気が行われる。

シャッタは、通信インタフェースにより受信された上記の換気制御データに基づいて、開閉動作を行う。詳細には、制御装置２からの換気制御データが、ファンモータの駆動の開始を指示するものである場合、シャッタは開き、一方、ファンモータの駆動の停止を指示するものである場合、シャッタは閉じる。シャッタが開くと、換気装置４を介して、屋外と住宅Ｈ内との間の風路が開放される。一方、シャッタが閉じると、この風路は遮断される。

空調システム５は、本発明に係る調整装置の一例である。空調システム５は、空調機５０と、ダクト５１と、ダンパ５２ａ～５２ｄとを備え、制御装置２からの制御データに基づいた動作を行うことで、住宅Ｈにおける各部屋の空調、即ち、空気温度及び／又は湿度の調整を行う。空調機５０は、何れも図示しないが、室内機と、室外機を備える。室内機と室外機は、通信線を介して相互に通信可能となるように接続されると共に、冷媒を循環させるための冷媒配管によっても接続されている。

室内機は、ファンと、熱交換器と、第１制御基板とを備える。室外機は、コンプレッサと、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、第２制御基板とを備える。第１制御基板及び第２制御基板は、何れも、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＯＭと、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）又はフラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリとを備える。

また、空調機５０は、上述した無線ネットワークを介して制御装置２と無線通信するための図示しない通信インタフェースを備える。この通信インタフェースは、室内機の第１制御基板又は室外機の第２制御基板の何れかに設けられる。

本実施形態では、空調機５０の室内機は、換気装置４の稼働により換気された空気を吸い込むことができるように、換気装置４に近接して設置される。詳細には、室内機は、吸い込んだ周囲の空気の温度及び／又は湿度を調整し、調整後の空気を連結するダクト５１を介して空調対象エリアに送り出す。

ダクト５１は、図２に示すように、空調機５０（詳細には、室内機）から供給される空気を各部屋（部屋Ａ～Ｄ）へ導くために複数の分岐路に枝分かれしている。各分岐路の末端は、各部屋の天井に設けられた空気吹出口に連結されている。また、ダクト５１には、各分岐路に対応してダンパ５２ａ～５２ｄが設けられている。ダンパ５２ａ～５２ｄは、それぞれ、空調機５０から供給された空気を部屋Ａ～Ｄへ分配するための電動式の空気弁であり、その開度は、制御装置２からの制御データ（以下、ダンパ制御データという。）に従って調整される。

制御装置２と各ダンパ５２との間の通信は、エコーネットライト、あるいは、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の周知の無線ＬＡＮの規格に則って行われる。ダンパ制御データには、ダンパ５２の開度が、０～６で設定されており、数値が大きい程、開度は大きくなる。なお、開度が０に設定されている場合、当該ダンパ５２は全閉状態となり、対応する部屋の空調は行われないことになる。

室内環境センサ６ａ～６ｄは、それぞれ、部屋Ａ～Ｄの天井あるいは壁に設置され、各部屋の環境状態を計測する。各室内環境センサ６で計測される環境状態には、例えば、空気温度、湿度、粉塵濃度、ＶＯＣ（volatile organic compounds）濃度が含まれる。各室内環境センサ６は、通信インタフェースを備え、計測結果が含まれるデータ（以下、室内環境データという。）を定期的（例えば、１分毎）に制御装置２に送信する。制御装置２と各室内環境センサ６との間の通信は、エコーネットライト、あるいは、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の周知の無線ＬＡＮの規格に則って行われる。

室外環境センサ７は、住宅Ｈの屋根上に設置され、屋外の環境状態を計測する。室外環境センサ７で計測される環境状態には、例えば、空気温度、湿度、粉塵濃度、風向き、風速が含まれる。室外環境センサ７は、通信インタフェースを備え、計測結果が含まれるデータ（以下、室外環境データという。）を定期的（例えば、１分毎）に制御装置２に送信する。制御装置２と室外環境センサ７との間の通信は、エコーネットライト、あるいは、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の周知の無線ＬＡＮの規格に則って行われる。

制御装置２は、図３に示すように、ＣＰＵ２０と、通信インタフェース２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３と、二次記憶装置２４とを備える。これらの構成部は、バス２５を介して相互に接続される。ＣＰＵ２０は、制御装置２を統括的に制御する。ＣＰＵ２０によって実現される制御装置２の機能の詳細については後述する。

通信インタフェース２１は、換気装置４、空調システム５（空調機５０、ダンパ５２ａ～５２ｄ）、室内環境センサ６ａ～６ｄ、室外環境センサ７と無線通信するための１又は複数のネットワークカードと、操作端末３と無線通信又は有線通信するためのネットワークカードと、ルータ８を介してサーバ９と通信するためのネットワークカードを備える。

ＲＯＭ２２は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータ等を記憶する。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２０の作業領域として使用される。

二次記憶装置２４は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成される。二次記憶装置２４は、室内の環境状態を調整するためのプログラム（以下、室内環境調整プログラム）と、室内環境調整プログラムの実行時に使用されるデータを記憶する。

図４は、制御装置２の機能構成を示すブロック図である。制御装置２は、機能的には、ユーザインタフェース部２００と、環境データ収集部２０１と、データ送信部２０２と、情報送信部２０３と、データ受信部２０４と、制御部２０５とを備える。これらの機能部は、ＣＰＵ２０が二次記憶装置２４に記憶されている室内環境調整プログラムを実行することで実現される。

ユーザインタフェース部２００は、本発明に係る情報受付手段の一例である。ユーザインタフェース部２００は、操作端末３を介したユーザインタフェース処理を行う。即ち、ユーザインタフェース部２００は、住宅Ｈの居住者等のユーザによる入力操作を操作端末３を介して受け付ける。本実施形態では、ユーザによって、操作端末３を介して住宅情報と要望情報が入力される。住宅情報と要望情報の詳細については後述する。また、ユーザインタフェース部２００は、ユーザに提示するための情報、例えば、各部屋の環境状態を監視するための監視画面情報を操作端末３に送信する。

環境データ収集部２０１は、室内環境センサ６ａ～６ｄのそれぞれから定期的（例えば、１分毎）に送られてくる各室内環境データと、室外環境センサ７から定期的（例えば、１分毎）に送られてくる室外環境データを受信し、受信した各室内環境データと室外環境データを二次記憶装置２４に記憶される状態履歴ＤＢに格納する。状態履歴ＤＢは、各部屋の環境状態の履歴と、屋外の環境状態の履歴と、換気装置４の動作状態の履歴と、空調システム５の動作状態の履歴が保存されるデータベースである。

データ送信部２０２は、本発明に係る状態データ送信手段の一例である。データ送信部２０２は、定期的（例えば、１０分毎）に状態データをサーバ９に送信する。状態データには、状態履歴ＤＢから読み出した最新の各状態、即ち、部屋Ａ～Ｄ及び屋外の最新の環境状態と、換気装置４及び空調システム５の最新の動作状態が含まれる。

情報送信部２０３は、本発明に係る情報送信手段の一例である。情報送信部２０３は、不定期に住宅情報と要望情報をサーバ９に送信する。住宅情報とは、住宅Ｈの仕様に関する情報であり、例えば、住宅Ｈ全体の面積、間取り、室内の高さ、各部屋の面積、ドアの気密性と部屋間の気密性、壁と窓の断熱仕様等が含まれる。その他、換気装置４の設置位置に関する情報、各部屋の空気吹出口の位置に関する情報等が、住宅情報に含まれていてもよい。住宅情報は、ユーザにより操作端末３を介して新規に入力された際、及び、更新された際に情報送信部２０３によってサーバ９に送信される。

また、要望情報とは、ユーザによる環境調整に関する要望を示す情報であり、例えば、快適性についての要望、調整の速さについての要望等が含まれる。要望情報は、ユーザにより操作端末３を介して新規に入力された際、及び、更新された際に情報送信部２０３によってサーバ９に送信される。

データ受信部２０４は、本発明に係る制御指示データ受信手段の一例である。データ受信部２０４は、サーバ９から定期的（例えば、１０分毎）に送られてくる制御指示データを受信する。制御指示データには、換気装置４に対する制御内容を示す換気指示情報と、空調システム５に対する制御内容を示す空調指示情報が含まれる。換気指示情報には、ファンモータの駆動の開始、変更又は停止を示す情報と、回転数を示す情報とが含まれる。また、空調指示情報には、各ダンパ５２の開度を示す情報が含まれる。データ受信部２０４は、制御指示データから抽出した換気指示情報及び空調指示情報に基づいて、状態履歴ＤＢを更新すると共に、換気指示情報及び空調指示情報を制御部２０５に供給する。

制御部２０５は、本発明に係る制御手段の一例である。制御部２０５は、データ受信部２０４から供給された換気指示情報に基づいて、換気装置４を制御するための換気制御データを生成し、換気装置４に送信する。また、制御部２０５は、データ受信部２０４から供給された空調指示情報に基づいて、空調システム５のダンパ５２ａ～５２ｄのそれぞれを制御するための各ダンパ制御データを生成し、各ダンパ５２に送信する。

続いて、サーバ９について説明する。サーバ９は、制御装置２のメーカ又は販売会社等によって管理される、いわゆるクラウドサーバである。サーバ９は、図５に示すように、ＣＰＵ９０と、通信インタフェース９１と、ＲＯＭ９２と、ＲＡＭ９３と、二次記憶装置９４とを備える。これらの構成部は、バス９５を介して相互に接続される。ＣＰＵ９０は、サーバ９を統括的に制御する。ＣＰＵ９０の性能は、制御装置２のＣＰＵ２０より高い。ＣＰＵ９０によって実現されるサーバ９の機能の詳細については後述する。

通信インタフェース９１は、インターネットに接続して、制御装置２等の他の装置と通信するためのインタフェースである。

ＲＯＭ９２は、複数のファームウェアとこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。ＲＡＭ９３は、ＣＰＵ９０の作業領域として使用される。

二次記憶装置９４は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ等で構成される大容量の記憶装置である。二次記憶装置９４には、図５に示すように、顧客ＤＢ９４０が記憶されている。顧客ＤＢ９４０は、制御装置２を購入したユーザ毎、即ち、顧客毎に管理される情報（以下、顧客情報という。）が、顧客の数だけ登録されたデータベースである。その他にも、二次記憶装置９４には、各顧客に遠隔制御サービスを提供するためのプログラム（以下、遠隔制御プログラムという。）と、遠隔制御プログラムの実行時に使用されるデータが記憶される。

サーバ９は、機能的には、図６に示すように、気象データ取得部９００と、状態データ受信部９０１と、住宅情報受信部９０２と、要望情報受信部９０３と、環境状態予測部９０４と、制御内容決定部９０５と、制御指示データ送信部９０６とを備える。これらの機能部は、ＣＰＵ９０が二次記憶装置９４に記憶されている遠隔制御プログラムを実行することで実現される。

気象データ取得部９００は、定期的（例えば、１０分毎）に、気象事業者サーバ１０から、各顧客の居住地域に対応した気象データを通信により取得する。気象事業者サーバ１０は、気象事業者によって管理されるサーバであり、インターネットに接続されている。気象データには、気象データ取得部９００が指定した地域の平均化された環境状態（例えば、空気温度、湿度、粉塵濃度、風向き、風速等）が含まれている。気象データ取得部９００は、取得した各顧客の居住地域に対応した気象データを顧客ＤＢ９４０における当該顧客に対応する顧客情報に格納する。

状態データ受信部９０１は、本発明に係る状態データ受信手段の一例である。状態データ受信部９０１は、各顧客の制御装置２から定期的（例えば、１０分毎）に送られてくる状態データを受信し、受信した状態データを顧客ＤＢ９４０における当該顧客に対応する顧客情報に格納する。

住宅情報受信部９０２は、本発明に係る情報受信手段の一例である。住宅情報受信部９０２は、各顧客の制御装置２から不定期に送られてくる住宅情報を受信し、受信した住宅情報を顧客ＤＢ９４０における当該顧客に対応する顧客情報に格納する。要望情報受信部９０３は、各顧客の制御装置２から不定期に送られてくる要望情報を受信し、受信した要望情報を顧客ＤＢ９４０における当該顧客に対応する顧客情報に格納する。

環境状態予測部９０４は、本発明に係る予測手段の一例である。環境状態予測部９０４は、顧客毎に定期的（例えば、１０分毎）に、顧客ＤＢ９４０における当該顧客に対応する顧客情報の内容に基づいて、気流解析を行い、当該顧客の住宅Ｈにおける室内環境の状態、即ち、各部屋の環境状態を予測する。

詳細には、環境状態予測部９０４は、先ず、顧客情報に含まれる状態データに基づいて、換気装置４及び空調システム５の現在の動作状態を示す状態パターンＸを生成する。状態パターンＸには、現在のファンモータの回転数（例えば、３０ｒｐｓ（回転／秒））と、現在の各ダンパ５２の開度（例えば、２）が含まれている。次に、環境状態予測部９０４は、状態パターンＸにおける換気装置４の動作状態、即ち、ファンモータの回転数を変更した状態パターンＹを生成する。状態パターンＹにおけるファンモータの回転数は、例えば、２５ｒｐｓ（回転／秒）である。さらに、環境状態予測部９０４は、状態パターンＸにおける空調システム５０の動作状態、即ち、各ダンパ５２の開度を変更した状態パターンＺを生成する。状態パターンＺにおける各ダンパ５２の開度は、例えば、３である。

環境状態予測部９０４は、上記のように生成した内容が異なる複数の状態パターンＸ，Ｙ，Ｚ毎に、当該状態パターンで示される内容で予め定めた時間Ｔ（例えば、１０分）、換気装置４及び空調システム５を動作させた場合の各部屋（部屋Ａ～Ｄ）の環境状態を予測する。詳細には、環境状態予測部９０４は、当該状態パターンの内容と、当該顧客の顧客情報に含まれる住宅情報と、気象データと、状態データに含まれる各部屋及び屋外の環境状態とに基づいて、各部屋の時間Ｔ後の環境状態を予測する。その際、環境状態予測部９０４は、住宅情報から、例えば、「１００ｍ^３の部屋と５０ｍ^３の部屋が、１０ｍ^３／ｈの通気が可能な状態で結合されている」というような単純化したモデルを生成し、生成したモデルを使用して環境状態を予測してもよい。環境状態予測部９０４は、各部屋の時間Ｔ後の環境状態として、温湿度分布、粉塵分布等を予測する。

制御内容決定部９０５は、本発明に係る制御内容決定手段の一例である。制御内容決定部９０５は、状態パターンＸ，Ｙ，Ｚのそれぞれに対応する予測結果から、最も適切な予測結果を選択する。その際の選択条件には、室内の空気温度及び湿度が一般的な快適基準を満たしていること、室内が一般的な空気清浄基準を満たしていること等の基本条件と、要望情報に基づくユーザの嗜好条件とが含まれる。嗜好条件には、調整の速度の指定（例えば、“遅くする”、“普通”、“早くする”等）、快適の程度の指定（例えば、“強”、“普通”、“弱”等）が含まれる。

制御内容決定部９０５は、選択した最も適切な予測結果に対応する状態パターンを制御内容として決定し、決定した制御内容を制御指示データ送信部９０６に通知する。なお、状態パターンＸが制御内容として決定された場合は、現在の状態データにおける換気装置４及び空調システム５の制御内容と同一であることを意味する。

制御指示データ送信部９０６は、本発明に係る制御指示データ送信手段の一例である。制御指示データ送信部９０６は、制御内容決定部９０５により通知された制御内容に基づいて、制御指示データを生成し、生成した制御指示データを制御装置２に送信する。

図７は、室内環境調整システム１における制御装置２及びサーバ９により実行される室内環境調整処理の手順を示すフローチャートである。この室内環境調整処理は、制御装置２が状態データをサーバ９へ送信するタイミング（例えば、１０分間隔）で繰り返し実行される。

ステップＳ１０１では、制御装置２は、住宅Ｈにおける各部屋の環境状態と、屋外の環境状態と、換気装置４の動作状態と、空調システム５の動作状態と、を含む状態データをサーバ９に送信する。

ステップＳ１０２では、サーバ９は、受信した制御装置２からの状態データに基づいて、顧客ＤＢ９４０における当該顧客に対応する顧客情報を更新する。ステップＳ１０３では、サーバ９は、受信した状態データに基づいて、内容が異なる複数の状態パターンＸ，Ｙ，Ｚを生成する。

ステップＳ１０４では、サーバ９は、当該顧客に対応する顧客情報に基づいて、複数の状態パターンＸ，Ｙ，Ｚのそれぞれにおける時間Ｔ（例えば、１０分）後の各部屋の環境状態を予測する。ステップＳ１０５では、サーバ９は、複数の状態パターンＸ，Ｙ，Ｚから、１つの状態パターンを制御内容として決定する。

ステップＳ１０６では、サーバ９は、決定した制御内容に基づく制御指示データを生成し、生成した制御指示データを制御装置２に送信する。

ステップＳ１０７では、制御装置２は、受信したサーバ９からの制御指示データに基づいて、換気装置４及び空調システム５を制御する。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る室内環境調整システム１では、住宅Ｈの仕様に関する情報である住宅情報と、気象データと、室内及び屋外の環境状態と、換気装置４及び空調システム５の動作状態と、に基づいて、時間Ｔ後の室内の環境状態を予測し、予測した結果に基づいて、換気装置４及び空調システム５の制御内容を決定する。このため、室内をユーザが所望する環境状態に精度よく維持することが可能となる。

また、時間Ｔ後の室内の環境状態を予測する処理は、高性能のＣＰＵ９０を搭載した、処理能力の高いサーバ９により実行されるため、処理能力の高くないコンピュータであっても制御装置２として機能させることが可能となる。

また、サーバ９は、換気装置４及び空調システム５の現在の動作状態に基づいて、内容が異なる複数の状態パターンを生成し、各状態パターンについて時間Ｔ後の室内の環境状態を予測する。そして、サーバ９は、各状態パターンに対応する予測結果から、最も適切な予測結果を選択し、選択した予測結果に対応する状態パターンを換気装置４及び空調システム５の制御内容として決定する。このため、より適切な制御内容を導出することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

上記実施形態では、住宅Ｈに換気装置４と空調機５０が１台ずつ設置され、空調機５０の室内機に連結したダクト５１により、各部屋に調整した空気を搬送する構成であったが、かかる構成に限定されることはない。例えば、環境状態の調整対象となる部屋毎に、機械換気装置と空調機（室内機）を設置する構成にしてもよい。また、室内環境調整システム１の構成に、輻射冷暖房装置、床暖房装置、空気清浄装置、加湿装置等が含まれていてもよい。

また、室内環境センサ６ａ～６ｄが計測する環境状態に、在室者の数、在室者の運動量、日射量等が含まれていてもよい。また、要望情報に、予めユーザにより設定された、各部屋における環境の優先項目と、その優先項目に基づいて環境を調整する時間帯に関する情報が含まれていてもよい。優先項目には、例えば、温冷快適性、空気清浄性、低騒音性、低気流感等が含まれる。また、要望情報に、空気清浄の程度の要望（例えば、“強”、“普通”、“弱”等）、節電に関する要望（例えば、電気代２０％削減等）が含まれていてもよい。また、課金額に応じて予め用意された複数の要望情報から、ユーザが選択できるようにしてもよい。また、制御装置２は、調整装置（換気装置４、空調システム５等）の名称、型番、性能の限界値等の情報をサーバ９に送信し、サーバ９は、かかる情報も加味して、調整装置の制御内容を決定してもよい。

また、サーバ９は、気象データ及び屋外の環境状態を使用せずに、住宅情報と、室内の環境状態と、換気装置４及び空調システム５の動作状態に基づいて、室内の環境状態を予測してもよい。また、サーバ９は、環境状態予測部９０４及び制御内容決定部９０５による一連の処理を複数回繰り返し実行してもよい。この場合、例えば、２回目のループでは、環境状態予測部９０４は、１回目のループで制御内容決定部９０５よって得られた、即ち、制御内容として決定された状態パターンに基づいて、内容が異なる複数の状態パターンＸ，Ｙ，Ｚを生成する。ただし、ループを繰り返す度に、変化幅を小さくする。このようにすると、より適切な制御内容を決定することができる。

また、サーバ９は、住宅Ｈの販売会社等によって管理される他のサーバ（図示せず）との通信によって、当該住宅Ｈに対応する住宅情報を取得してもよい。

また、制御装置２は、サーバ９と通信ができない場合、あるいは、ユーザにより自立制御が指示された場合、室内環境センサ６ａ～６ｄ及び室外環境センサ７それぞれの計測結果等に基づいて、換気装置４及び空調システム５を制御することができる。

また、ユーザは、操作端末３を介して、住宅Ｈの内外から制御装置２にアクセスして、換気装置４及び空調システム５の制御内容を指示することができる。この場合、制御装置２は、ユーザによる手動制御が行われた旨をサーバ９に通知する。かかる通知を受けると、一定時間（例えば、１時間）、サーバ９は、当該制御装置２に対する遠隔制御を停止する。これにより、ユーザの意図しない環境状態の変化を防止できると共に、サーバ９の処理負荷を軽減できる。

また、サーバ９は、顧客ＤＢ９４０に登録されている各顧客の顧客情報に基づいて、室内の環境状態の調整とは異なるサービスを各顧客に提供してもよい。例えば、サーバ９は、各顧客の顧客情報に基づいて、各顧客の住宅Ｈの価値を判定し、判定結果を制御装置２を介して各顧客に提供する機能を備えてもよい。詳細には、サーバ９は、住宅情報と、各部屋の環境状態の履歴と、換気装置４及び空調システム５の動作状態の履歴から住宅Ｈの価値を判定する。例えば、長期間にわたって良好な湿度を維持している住宅Ｈでは、カビの発生が通常の住宅に比べ抑えられていることが予測でき、当該住宅Ｈの価値を判定する際の要因の１つとして採用することができる。また、同一の空調効果（冷房効果又は暖房効果）を得るためのエネルギーが、増加傾向にある住宅Ｈでは、断熱性、気密性が経年により低下していることが予測でき、当該住宅Ｈの価値を判定する際の要因の１つとして採用することができる。

また、上記の断熱性、気密性の低下は、断熱材、サッシ等の劣化が想定されるため、サーバ９は、制御装置２を介して、これらのメンテナンスを顧客に提案したり、リフォームの提案を行ってもよい。

あるいは、住宅Ｈの販売会社等が、上記のようなサービスを提供できるようにしてもよい。この場合、サーバ９は、住宅Ｈの販売会社等によって管理されるサーバ（以下、サーバＡという。）に、各顧客の住宅Ｈの価値を判定した結果を示す情報を送信してもよいし、住宅Ｈの価値を判定するための情報（例えば、住宅情報、各部屋の環境状態の履歴、換気装置４及び空調システム５の動作状態の履歴等を含む情報）を送信してもよい。サーバ９は、事前に当該住宅Ｈの顧客から制御装置２を介して了承を得ている場合のみ、上記の情報をサーバＡへ送信してもよいし、サーバＡから情報の要求があった場合に、制御装置２を介して当該顧客に確認し、了承が得られた場合のみ、上記の情報をサーバＡへ送信してもよい。

上記の実施形態では、制御装置２において、ＣＰＵ２０によって二次記憶装置２４に記憶されている室内環境調整プログラムが実行されることで、制御装置２の各機能部（図４参照）が実現された。また、サーバ９において、ＣＰＵ９０によって二次記憶装置９４に記憶されている遠隔制御プログラムが実行されることで、サーバ９の各機能部（図６参照）が実現された。

しかし、制御装置２の機能部の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。同様に、サーバ９の機能部の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。専用のハードウェアとは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらの組み合わせ等である。

また、上記の室内環境調整プログラム又は遠隔制御プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、光磁気ディスク（Magneto-Optical Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＨＤＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することも可能である。そして、このように配布した室内環境調整プログラム又は遠隔制御プログラムを特定の又は汎用のコンピュータにインストールすることによって、当該コンピュータを上記の実施形態における制御装置２又はサーバ９として機能させることも可能である。

また、室内環境調整プログラム又は遠隔制御プログラムをインターネット上の他のサーバが有するディスク装置等に格納しておき、当該サーバから制御装置２又はサーバ９に室内環境調整プログラム又は遠隔制御プログラムがダウンロードされるようにしてもよい。

１室内環境調整システム、２制御装置、３操作端末、４換気装置、５空調システム、６ａ～６ｄ室内環境センサ、７室外環境センサ、８ルータ、９サーバ、１０気象事業者サーバ、２０，９０ＣＰＵ、２１，９１通信インタフェース、２２，９２ＲＯＭ、２３，９３ＲＡＭ、２４，９４二次記憶装置、５０空調機、５１ダクト、５２ａ～５２ｄダンパ、２００ユーザインタフェース部、２０１環境データ収集部、２０２データ送信部、２０３情報送信部、２０４データ受信部、２０５制御部、９００気象データ取得部、９０１状態データ受信部、９０２住宅情報受信部、９０３要望情報受信部、９０４環境状態予測部、９０５制御内容決定部、９０６制御指示データ送信部、９４０顧客ＤＢ

Claims

制御装置と、サーバを備え、
前記制御装置は、
住宅の仕様に関する住宅情報の入力を受け付ける情報受付手段と、
前記住宅情報を前記サーバに送信する情報送信手段と、
前記住宅の室内の環境状態と、前記室内の環境状態を調整する調整装置の動作状態とを含む状態データを前記サーバに送信する状態データ送信手段と、
前記調整装置を制御するための制御指示データを前記サーバから受信する制御指示データ受信手段と、
前記制御指示データに基づいて、前記調整装置を制御する制御手段と、を備え、
前記サーバは、
前記制御装置からの前記住宅情報を受信する情報受信手段と、
前記制御装置からの前記状態データを受信する状態データ受信手段と、
前記住宅情報と前記状態データに基づいて、予め定めた時間後の前記室内の環境状態を予測する予測手段と、
前記予測手段の予測結果に基づいて、前記調整装置の制御内容を決定する制御内容決定手段と、
前記決定された制御内容に基づいて生成した前記制御指示データを前記制御装置に送信する制御指示データ送信手段と、を備え、
前記予測手段は、受信した前記状態データに基づいて、前記調整装置の動作状態が互いに異なる複数の状態パターンを生成し、各状態パターンで示される内容で前記予め定めた時間、前記調整装置を動作させた場合の前記室内の環境状態を前記住宅情報と前記状態データに含まれる前記室内の環境状態とを使用して予測し、
前記制御内容決定手段は、前記複数の状態パターンのそれぞれに対応する予測結果から、予め定めた選択条件に基づいて一の予測結果を選択し、選択した予測結果に対応する状態パターンを前記調整装置の制御内容として決定する、室内環境調整システム。
前記制御装置において、
前記情報受付手段は、さらに、環境状態の調整に関するユーザの要望を示す要望情報の入力を受け付け、
前記情報送信手段は、さらに、前記要望情報を前記サーバに送信し、
前記サーバにおいて、
前記制御内容決定手段は、前記要望情報に基づくユーザの嗜好条件を前記選択条件に含めて前記調整装置の制御内容を決定する、請求項１に記載の室内環境調整システム。
前記サーバは、前記住宅情報と、前記室内の環境状態の履歴と、前記調整装置の動作状態の履歴とに基づいて、前記住宅の価値を判定し、判定した結果を前記制御装置を介してユーザに提供する住宅価値判定手段をさらに備える、請求項１又は２に記載の室内環境調整システム。
前記住宅価値判定手段は、前記住宅のメンテナンス又はリフォームを前記制御装置を介してユーザに提案する、請求項３に記載の室内環境調整システム。
前記サーバは、前記住宅のユーザから了承を得ている場合に、前記判定した結果を示す情報、又は、前記住宅情報と、前記室内の環境状態の履歴と、前記調整装置の動作状態の履歴とを含む情報を他のサーバに送信する送信手段をさらに備える、請求項３又は４に記載の室内環境調整システム。
制御装置から、住宅の仕様に関する住宅情報を受信する情報受信手段と、
前記制御装置から、前記住宅の室内の環境状態と、前記室内の環境状態を調整する調整装置の動作状態とを含む状態データを受信する状態データ受信手段と、
前記住宅情報と前記状態データに基づいて、予め定めた時間後の前記室内の環境状態を予測する予測手段と、
前記予測手段の予測結果に基づいて、前記調整装置の制御内容を決定する制御内容決定手段と、
前記決定された制御内容に基づいて生成した制御指示データを前記制御装置に送信する制御指示データ送信手段と、を備え、
前記予測手段は、受信した前記状態データに基づいて、前記調整装置の動作状態が互いに異なる複数の状態パターンを生成し、各状態パターンで示される内容で前記予め定めた時間、前記調整装置を動作させた場合の前記室内の環境状態を前記住宅情報と前記状態データに含まれる前記室内の環境状態とを使用して予測し、
前記制御内容決定手段は、前記複数の状態パターンのそれぞれに対応する予測結果から、予め定めた選択条件に基づいて一の予測結果を選択し、選択した予測結果に対応する状態パターンを前記調整装置の制御内容として決定する、サーバ。
制御装置が、
住宅の仕様に関する住宅情報の入力を受け付け、
前記住宅情報をサーバに送信し、
前記住宅の室内の環境状態と、前記室内の環境状態を調整する調整装置の動作状態とを含む状態データを前記サーバに送信し、
前記サーバが、
前記制御装置からの前記住宅情報を受信し、
前記制御装置からの前記状態データを受信し、
前記住宅情報と前記状態データに基づいて、予め定めた時間後の前記室内の環境状態を予測し、
前記予測した結果に基づいて、前記調整装置の制御内容を決定し、
前記決定した制御内容に基づいて生成した制御指示データを前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、
前記サーバからの前記制御指示データを受信し、
前記制御指示データに基づいて、前記調整装置を制御し、
前記サーバは、
受信した前記状態データに基づいて、前記調整装置の動作状態が互いに異なる複数の状態パターンを生成し、各状態パターンで示される内容で前記予め定めた時間、前記調整装置を動作させた場合の前記室内の環境状態を前記住宅情報と前記状態データに含まれる前記室内の環境状態とを使用して予測し、
前記複数の状態パターンのそれぞれに対応する予測結果から、予め定めた選択条件に基づいて一の予測結果を選択し、選択した予測結果に対応する状態パターンを前記調整装置の制御内容として決定する、室内環境調整方法。
コンピュータを、
制御装置から、住宅の仕様に関する住宅情報を受信する情報受信手段、
前記制御装置から、前記住宅の室内の環境状態と、前記室内の環境状態を調整する調整装置の動作状態とを含む状態データを受信する状態データ受信手段、
前記住宅情報と前記状態データに基づいて、予め定めた時間後の前記室内の環境状態を予測する予測手段、
前記予測手段の予測結果に基づいて、前記調整装置の制御内容を決定する制御内容決定手段、
前記決定された制御内容に基づいて生成した制御指示データを前記制御装置に送信する制御指示データ送信手段、として機能させるためのプログラムであって、
前記予測手段は、受信した前記状態データに基づいて、前記調整装置の動作状態が互いに異なる複数の状態パターンを生成し、各状態パターンで示される内容で前記予め定めた時間、前記調整装置を動作させた場合の前記室内の環境状態を前記住宅情報と前記状態データに含まれる前記室内の環境状態とを使用して予測し、
前記制御内容決定手段は、前記複数の状態パターンのそれぞれに対応する予測結果から、予め定めた選択条件に基づいて一の予測結果を選択し、選択した予測結果に対応する状態パターンを前記調整装置の制御内容として決定する、プログラム。